Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Химическая реакция, в которой кислота и основание реагируют количественно.
Chemical reaction in which an acid and a base react quantitatively
В химии нейтрализация – это химическая реакция, в которой кислота и основание реагируют с эквивалентным количеством друг друга. В водном растворе нейтрализация приводит к отсутствию избытка ионов водорода или гидроксид-ионов. pH нейтрализованного раствора зависит от силы кислот, участвующих в реакции.
In chemistry, neutralization or neutralisation (see spelling differences) is a chemical reaction in which acid and a base react with an equivalent quantity of each other. In a reaction in water, neutralization results in there being no excess of hydrogen or hydroxide ions present in the solution. The pH of the neutralized solution depends on the acid strength of the reactants.
Количественное определение
Термин "полностью диссоциированный" применяется к растворенному веществу, когда концентрация недиссоциированного растворенного вещества находится ниже пределов обнаружения, то есть когда концентрация недиссоциированного растворенного вещества слишком мала для измерения. Количественно это выражается как log K < −2, или в некоторых источниках log K < −1,76. Это означает, что значение константы диссоциации нельзя определить на основе экспериментальных измерений. Однако это значение можно оценить теоретически. Например, для хлористого водорода в водном растворе при комнатной температуре было оценено значение log K ≈ −6. Химическое соединение может проявлять свойства сильной кислоты в растворе при низкой концентрации и свойства слабой кислоты при очень высокой концентрации. Серная кислота является примером такого соединения.
The term fully dissociated is applied to a solute when the concentration of undissociated solute is below the detection limits, that is, when the undissociated solute's concentration is too low to measured. Quantitatively, this is expressed as log K < −2, or in some texts log K < −1.76. This means that the value of the dissociation constant cannot be obtained from experimental measurements. The value can, however, be estimated theoretically. For example the value of log K ≈ −6 has been estimated for hydrogen chloride in aqueous solution at room temperature. A chemical compound may behave as a strong acid in solution when its concentration is low and as a weak acid when its concentration is very high. Sulfuric acid is an example of such a compound.
Приложения
Для анализа кислот или оснований используются химические титровочные методы для определения неизвестной концентрации. Можно использовать pH-метр или pH-индикатор, который показывает точку нейтрализации отчетливым изменением цвета. Простые стехиометрические расчеты, основанные на известном объеме неизвестного вещества и известном объеме и молярности добавленного химического реагента, позволяют определить молярность неизвестного. В очистке сточных вод методы химической нейтрализации часто применяются для снижения вреда, который сточные воды могут нанести при попадании в окружающую среду. Для контроля pH широко используются карбонат кальция, оксид кальция, гидроксид магния и бикарбонат натрия. Выбор подходящего химического вещества для нейтрализации зависит от конкретной области применения. Существует множество применений реакций нейтрализации, которые являются кислотно-щелочными реакциями. Распространенным примером являются антацидные таблетки. Они предназначены для нейтрализации избыточной соляной кислоты (HCl) в желудке, которая может вызывать дискомфорт в желудке или нижнем отделе пищевода. Это также можно устранить путем приема бикарбоната натрия (NaHCO3). Бикарбонат натрия также обычно используется для нейтрализации кислотных разливов и лечения кислотных ожогов в лабораториях. В химическом синтезе наноматериалов тепло, выделяющееся при реакции нейтрализации, может быть использовано для облегчения химического восстановления металлических прекурсоров. Кроме того, в пищеварительном тракте реакции нейтрализации происходят при перемещении пищи из желудка в кишечник. Для всасывания питательных веществ через стенку кишечника необходима щелочная среда, поэтому поджелудочная железа выделяет бикарбонат, действующий как антацид, для создания такой среды. Другое распространенное применение, хотя и менее известное, – это удобрения и регулирование pH почвы. В кислую почву, непригодную для роста растений, можно внести гашеную известь (гидроксид кальция) или известняк (карбонат кальция). Удобрения, способствующие росту растений, получают путем нейтрализации серной кислоты (H2SO4) или азотной кислоты (HNO3) аммиаком (NH3) с образованием сульфата аммония или нитрата аммония. Эти соли используются в качестве удобрений. В промышленности побочным продуктом сжигания угля является диоксид серы, который, соединяясь с водяным паром в воздухе, в конечном итоге образует серную кислоту, выпадающую в виде кислотных дождей. Для предотвращения выброса диоксида серы используется устройство, называемое скруббером, которое улавливает газ из дымовых труб. Скруббер сначала подает карбонат кальция в камеру сгорания, где он разлагается на оксид кальция (известь) и углекислый газ. Затем эта известь реагирует с образовавшимся диоксидом серы, образуя сульфит кальция. После этого в смесь впрыскивается суспензия извести для образования шлама, который удаляет сульфит кальция и любые остатки не прореагировавшего диоксида серы.
Chemical titration methods are used for analyzing acids or bases to determine the unknown concentration. Either a pH meter or a pH indicator which shows the point of neutralization by a distinct color change can be employed. Simple stoichiometric calculations with the known volume of the unknown and the known volume and molarity of the added chemical gives the molarity of the unknown. In wastewater treatment, chemical neutralization methods are often applied to reduce the damage that an effluent may cause upon release to the environment. For pH control, popular chemicals include calcium carbonate, calcium oxide, magnesium hydroxide, and sodium bicarbonate. The selection of an appropriate neutralization chemical depends on the particular application. There are many uses of neutralization reactions that are acid alkali reactions. A very common use is antacid tablets. These are designed to neutralize excess gastric acid in the stomach (HCl) that may be causing discomfort in the stomach or lower esophagus. This can also be remedied by the ingestion of sodium bicarbonate (NaHCO3). Sodium bicarbonate is also commonly used to neutralise acid spills in laboratories, as well as acid burns. In chemical synthesis of nanomaterials, the heat of neutralization reaction can be used to facilitate the chemical reduction of metal precursors. Also in the digestive tract, neutralization reactions are used when food is moved from the stomach to the intestines. In order for the nutrients to be absorbed through the intestinal wall, an alkaline environment is needed, so the pancreas produce an antacid bicarbonate to cause this transformation to occur. Another common use, though perhaps not as widely known, is in fertilizers and control of soil pH. Slaked lime (calcium hydroxide) or limestone (calcium carbonate) may be worked into soil that is too acidic for plant growth. Fertilizers that improve plant growth are made by neutralizing sulfuric acid (H2SO4) or nitric acid (HNO3) with ammonia gas (NH3), making ammonium sulfate or ammonium nitrate. These are salts utilized in the fertilizer. Industrially, a by product of the burning of coal, sulfur dioxide gas, may combine with water vapor in the air to eventually produce sulfuric acid, which falls as acid rain. To prevent the sulfur dioxide from being released, a device known as a scrubber gleans the gas from smoke stacks. This device first blows calcium carbonate into the combustion chamber where it decomposes into calcium oxide (lime) and carbon dioxide. This lime then reacts with the sulfur dioxide produced forming calcium sulfite. A suspension of lime is then injected into the mixture to produce a slurry, which removes the calcium sulfite and any remaining unreacted sulfur dioxide.